FD-RT-II高温超导转变温度测定仪说明书

FD-TX-RT-II高温超导转变温度测定仪说明书上海复旦天欣科教仪器有限公司中国上海一．简介高温超导转变温度测量仪是测量超导体零电阻基本特性的专用实验设备，用以观察、测定超导体的最基本参量-超导临界温度(转变温度)。FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明1特点:1．采用常规的V-I四引线法，在恒定电流下测量R-T关系，测定转变温度。2．实验中通过样品浸入和提离液氮来实现温度的升、降。样品温度范围：室温—液氮（77K）。3．样品的电阻－温度转变曲线可以用三种方式记录：连接X－Y记录仪直接记录;读取测量仪主机面板上两数字电压表人工记录;连接计算机实时记录。4.样品电压和温度电压的显示均为三位半数字电压表。通过按钮开关切换可显示样品电流和温度计电流。二.高温超导转变温度测量仪结构示意整个超导实验仪的装置示意图如图1。FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明2图1实验装置接线示意图其中1)实验探棒和前级放大器，2)低温液氮杜瓦（本仪器配套提供），3)测量仪主机。1、探棒探棒是安装超导样品和温度计供插入低温杜瓦实现变温的实验装置。其上部装有前级放大器，底部是样品室。棒身采用薄璧的德银管或不锈钢管制作。底部样品室的结构231FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明3见图2。图2探棒样品室内部结构示意图样品室外壁和内部样品架均由紫铜块加工而成，通过紫铜块外壁与液氮的热接触，将冷量传到内部紫铜块样品架中。样品架的温度取决于与环境的热平衡。控制探棒插入液氮中的深度，可以改变样品架的温度变化速度。超导样品为常规的四引线接头方式，其电流、电压引线分别连接到样品架的相应接头上。图中，并排的中间两引线是电压接头，靠外的两引线是电流引线。样品架的温紫铜样品架FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明4度由装于其块体内的铂电阻温度计测定。样品电阻的四引线和铂电阻的四引线通过紫铜热沉后接至探棒上端，再分别接至各自的恒流源和电压表。2、前级放大部分前级放大器的框图见图3。FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明5k=120dB样品温度计FDFD--RTRT--IIII高温超导转变温度测量仪高温超导转变温度测量仪--放大器放大器样品样品电压电压样品样品电流电流样品电压温度电压输出至记录仪上海复旦天欣科教仪器有限公司上海复旦天欣科教仪器有限公司341256图3前级放大器框图图中标有1样品上的电压经放大器放大1000倍后的输出,其与主机的连接线在5芯航空头上。2是样品电流的测量端，其与主机的连接FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明6线也在5芯航空头上3两个插座为样品两电压端的直接引出点，未经放大，此处也可直接连到记录仪的X－Y端。4两个插座是铂温度计的电压输出端，此处可直接连到记录仪的X－Y端。5为五芯的航空接头，是前级运放信号的输入和输出端。五芯接头的各插针连接如下：1－样品正电压2－样品负电压5－样品正电流4－样品负电流6为七芯的航空接头，是前级运放电源输入端。七芯接头的各插针连接如下：1－＋6V电源2－电源接地3－－6V电源4－温度计负电流5－温度计正电流6－温度计FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明7正电压7－温度计负电压三．测量仪主机测量仪主机前视见图4FDFD--RTRT--IIII高温超导转变温度测量仪高温超导转变温度测量仪电电源源放大倍数放大倍数样样品品电电流流温度计温度计电电流流样品电流VVmAmAVVmAmA2000600010000样样品品电电压压温度计温度计电电压压上海复旦天欣科教仪器有限公司上海复旦天欣科教仪器有限公司124536图4测量仪主机前面板1.数字电压表：用于显示样品电流和经放大后的温度计电压值，只要除以已知的放大倍数(40倍)就可以得到温度计的原始电压值，通过查表，就可以得出其对应的温度值;2.按键开关：左边的开关控制左边表的显示，可分别显示样品电流和经放大后的温度计电压;右边的开关控制右边表的显示，可FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明8分别显示温度计电流和经放大后的样品计电压值;3.放大倍数按键开关：为适应因形状、制备工艺，性能材料成份等因素不同引起的样品阻值的不同，本测量仪样品电压测量备有不同的放大倍数。测量仪出厂时的三档放大倍数如面板上所示为：2000、6000和10000(大概数值)。4.数字电压表：显示温度计电流和经放大后的样品电压值，只要除以已知的放大倍数(通过放大倍数切换开关来获得)，就可以得到样品的原始电压值，样品的阻值由原始电压值除以样品电流值得到。5.样品电流调节电位器：用来调节样品所需要的电流大小，电流范围为1.5mA到33mA，连续可调。6.电源开关：是仪器电源的控制端。四．仪器工作方式本仪器的实验记录方式有三种：1．X—Y记录仪记录方式本方式需要外接X—Y记录仪（需另行FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明9配置）时，只要将温度计的原始电压接到记录仪的X轴，样品的原始电压接到记录仪的Y轴，选择记录仪上适当的量程范围即可。此方式不经放大，变换直接，直观的记录了R——T变化。2．数字电压表记录通过主机面板上两数字电压表的显示值也可记录下样品的电压和温度计电压，从而获得超导转变曲线。但本方式需要人工记录，再行手工作图。此法的好处是既不需X——Y记录仪，也可没有计算机，设备费用下降。缺点是比较费时和费力。3．计算机实时记录——推荐的记录方式将本仪器与计算机（本仪器配套供应）连接，使用本机提供的专用软件可实时记录样品的超导转变曲线。优点是省时.省力，直观记录了超导转变的全过程，利用了计算机便于数据记录.物理量转换.存储方便.计时准确等优点，与计算机的连接和所用软件的使用说明见下述。五.计算机软件部分FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明10本软件设置为串行口输入，可选择不同的串行口（Com1或Com2）,采样的记录格式形同于记录纸，X坐标为温度值（以温度的形式来显示），每格大小在界面的右边显示。Y坐标所对应的是样品电压，每格所对应的电压值可供选择，这里设置了三个级别的电压值供选择。对于记录下的曲线，可以进行存盘、打印等操作，也可删除及重新开始记录,在计算机采样的时候，我们可以通过选择不同的颜色来区分降温和升温的曲线;在计算机记录完毕后，可以通过鼠标的点击来显示曲线上每一点的坐标值，横坐标的温度值可直接显示对应的温度，不需要查表;本软件显示的窗口界面如下所示：FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明11软件的使用说明（一）界面介绍1.标题栏：本软件的名称2.菜单栏：此栏由文件.编辑.操作.帮助.关于五个部份组成，具体说明如下：A.文件：可以对文件进行存盘、打开、打印等操作B.编辑：可以对采样到的图形进行处理C.操作：能对本软件运行进行控制，如选择FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明12串行口.改变Y轴分度值等D.帮助：可以得到本软件使用的一切说明E.关于：此为本公司的介绍。3.工具栏：由新建.打开.存盘.运行.暂停.打印.退出七个部份组成，其具体功能和菜单栏上各项说明一致。4.实验监视栏：此栏设在屏幕下方，能了解实验是否正在进行，能记录实验所花费的时间和采样到的数据点的个数。（二）使用操作步骤1.先将样品用导热胶粘放在样品架中，焊接四引线。2.将放大器上的航空头分别接到主机上对应的航空插座上。3.通过连接电缆将仪器与计算机串行口相连。4.打开本软件，选择合适的串行口（com1或com2）和显示的Y轴分度值，如果选择不对，软件会进行提示。5.将探棒放入液氮杜瓦中。6.按下计算机窗口的运行键，就可以进行对FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明13样品的实时采样。六.测量仪主机的技术参数1.电压：220V10%，50Hz2.仪器功率：15W3.样品电流调节范围：1.5mA－33mA4.温度计工作电流：1.00mA5.温度计电压放大倍数：40倍6.样品电压最大放大倍数：10000倍7.仪器主机的尺寸:35×28×11.5(cm)8.仪器总重量：约7KgFD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明14超导电阻温度转变测量实验注意事项1.超导样品的焊接本实验样品为YBa2CuO7材料，样品上的四引线为压铟后引出的涂银铜丝。焊接样品时，不应焊动其压铟点处的涂银丝，而应将涂丝与探棒样品架上铜箔板的四焊接点焊接。焊接可用锡焊且宜用小的电烙铁头，并使锡焊接点保持亮泽(去除助焊剂)。其装配图如下所示：Is-Vs-Vs+Is+样品FD-RT-II高温超导转变温度测量仪使用说明15IS为样品所需的电流，Vs为样品的输出电压2.YBa2CuO7材料易吸收空气中的水汽使超导性能变坏。为此，每次实验完毕，需将探头吹热(用电吹风)升温去霜后，在近室温下焊下样品，并立即放入有硅胶干燥剂的密封容器中保存。硅胶需注意保持蓝色。当其颜色逐渐变淡而变成透明时即为失效，需重新加热，驱除所吸收的水分后再用。3.超导电阻转变过程的快慢与杜瓦瓶中的液氮多少有关，一般控制在液氮液面的高度(离底)为6—8cm。其高度可用所附底塑料杆探测估计。